Изменения

Перейти к: навигация, поиск
См. также
==Определения=====Максимальное паросочетание=Минимальное вершинное покрытие==
{{Определение|definition=
Максимальным [[Теорема_о_максимальном_паросочетании_и_дополняющих_цепях|паросочетанием]] '''Вершинным покрытием''' ''(англ. vertex covering)'' графа <tex>G=(V,E)</tex> называется такое подмножество <tex>MMS</tex> множества вершин графа <tex>(maximumV</tex> , что любое ребро этого графа инцидентно хотя бы одной вершине из множества <tex>matching)S</tex> в [[Основные_определения_теории_графов.}}{{Определение|графе]] definition='''Минимальным вершинным покрытием''' ''(англ. minimum vertex covering)'' графа <tex>G=(V,E)</tex> называется паросочетание максимальной мощностивершинное покрытие, состоящее из наименьшего числа вершин.
}}
===Минимальное вершинное покрытие===[[Файл:Cover.jpg|rightleft|150pxthumb|Пример минимального вершинного покрытия графа300px|Множество вершин красного цвета — минимальное вершинное покрытие.]]{{Определение|neat=neat|definition=Вершинным покрытием <tex>VC</tex> <tex>(vertex</tex> <tex>covering)</tex> графа <tex>G</tex> называется такое подмножество множества вершин графа <tex>V</tex>, что каждому ребру <tex>G</tex> инцидентна<brclear="all"/> хотя бы одна вершина из <tex>VC</tex>.}}===Теорема о мощности минимального вершинного покрытия и максимального паросочетания==={{Определение|neat=neat|definition=Минимальным вершинным покрытием <tex>MVC</tex> <tex>'''Максимальным''' [[Теорема_о_максимальном_паросочетании_и_дополняющих_цепях|'''паросочетанием''']] ''(minimum</tex> <tex>vertex</tex> <tex>coveringангл. maximum matching)</tex> графа '' в [[Двудольные графы и раскраска в 2 цвета|двудольном графе]] <tex>G</tex> называется вершинное покрытие минимальной паросочетание максимальной мощности.
}}
<br/><br/> <br/><br/><br/><br/><br/><br/>{{Теорема|author==Связь MM и MVC в двудольном графе=====Теорема о мощности MVC и MM===Кёниг{{Теорема|neat = neat|statement=
В произвольном двудольном графе мощность максимального паросочетания равна мощности минимального вершинного покрытия.
|proof=
Пусть в <tex>G</tex> построено максимальное паросочетание. Ориентируем ребра паросочетания, чтобы они шли из правой доли в левую, ребра не из паросочетания &ndash; так, чтобы они шли из левой доли в правую. Запустим [[Обход_в_глубину,_цвета_вершин|обход в глубину]] из всех не насыщенных паросочетанием вершин левой доли. Разобьем вершины каждой доли графа на два множества: те, которые были посещены в процессе обхода, и те, которые не были посещены в процессе обхода.Тогда <tex>L = L^+ \cup L^-</tex>, <tex>R = R^+ \cup R^-</tex>, где <tex>L, R</tex> &ndash; правая и левая доли соответственно, <tex>L^+, R^+</tex> &ndash; вершины правой и левой доли, посещенные обходом, <tex>L^-, R^-</tex> &ndash; не посещенные обходом вершины.
Тогда в <tex>G</tex> могут быть следующие ребра:
[[Файл:bipartdfs_right.jpg|thumb|rightcenter|240x240px300px|Доли <tex>L^+, L^-, R^+, R^-</tex> и ребра между ними.]]
*Из вершин <tex>L^+</tex> в вершины <tex>R^+</tex> и из вершин <tex>R^+</tex> в вершины <tex>L^+</tex>.
*Из вершин <tex>L^-</tex> в вершины <tex>R^-</tex> и из вершин <tex>R^-</tex> в вершины <tex>L^-</tex>.
*Из вершин <tex>L^-</tex> в вершины <tex>R^+</tex>.
Очевидно, что ребер из <tex>L^+</tex> в <tex>R^-</tex> и из из <tex>R^+</tex> в <tex>L^-</tex> быть не может.Ребер из из <tex>R^-</tex> в <tex>L^+</tex> быть не может, т.к. если такое ребро <tex>uv</tex> существует, то оно &ndash; ребро паросочетания. Тогда вершина <tex>v</tex> насыщена паросочетанием. Но т.к. <tex>v \in L^+</tex>, то в нее можно дойти из какой-то ненасыщенной вершины левой доли. Значит, существует ребро <tex>wv, w \in R^+</tex>. Но тогда <tex>v</tex> инцидентны два ребра из паросочетания. Противоречие.
Заметим, что минимальным вершинным покрытием <tex>G</tex> является либо <tex>L</tex>, либо <tex>R</tex>, либо <tex>L^- \cup R^+</tex>.
В <tex>R^+</tex> не насыщенных паросочетанием вершин быть не может, т.к. иначе в <tex>G</tex> существует дополняющая цепь, что противоречит максимальности построенного паросочетания.
В <tex>L^-</tex> свободных вершин быть не может, т.к. все они должны находиться в <tex>L^+</tex>. Тогда т.к. ребер из паросочетания между <tex>R^+</tex>
и <tex>L^-</tex> нет, то каждому ребру <tex>MM</tex> максимального паросочетания инцидентна ровно одна вершина из <tex>L^- \cup R^+</tex>. Тогда <tex>|L^- \cup R^+| = |MM| \le \min(|L|, |R|)</tex>равна мощности максимального паросочетания. Значит, минимальным вершинным покрытием является Множество вершин <tex>L^- \cup R^+</tex> и <tex>|MVC| = |MM|</tex>является минимальным вершинным покрытием. Значит мощность максимального паросочетания равна мощности минимального вершинного покрытия.
}}
===Алгоритм построения MVCминимального вершинного покрытия===
Из доказательства предыдущей теоремы следует алгоритм поиска минимального вершинного покрытия графа:
*#Построить максимальное паросочетание.*#Ориентировать ребра:*#*Из паросочетания &ndash; из правой доли в левую.*#*Не из паросочетания &ndash; из левой доли в правую.*#Запустить обход в глубину из всех свободных вершин левой доли, построить множества <tex>L^+,L^-,R^+,R^-,</tex>.*#В качестве результата взять <tex>L^- \cup R^+</tex>. ==См. также ==*[[Теорема_о_максимальном_паросочетании_и_дополняющих_цепях|Теорема о максимальном паросочетании и дополняющих цепях]]*[[Связь_вершинного_покрытия_и_независимого_множества|Связь вершинного покрытия и независимого множества]] ==Источники информации==* [http://en.wikipedia.org/wiki/K%C3%B6nig's_theorem_(graph_theory) Википедия {{---}} Теорема Кёнига]
== Источники ==[[Категория: Алгоритмы и структуры данных]]1. [http[Категория://en.wikipedia.org/wiki/K%C3%B6nig's_theorem_(graph_theory) Теорема КёнигаЗадача о паросочетании]].<br/>
Анонимный участник

Навигация